一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置及方法，属于矿粉烧结特性检测领域。本发明专利技术的包括加热单元、检测单元和供气单元，加热单元用于对试样台上的铁矿粉试样进行升温加热；检测单元包括测量杆、位移传感器和施力机构；所述测量杆上设置有测温热电偶，该测温热电偶用于检测铁矿粉试样的温度；位移传感器用于检测测量杆的位移突变，供气单元用于调节同化反应的反应气氛。本发明专利技术在检测的过程中为铁矿粉发生同化反应提供稳定的气氛，检测铁矿粉在加热过程中的位移突变，测量杆发生位移突变时的温度即为铁矿粉的同化温度，从而模拟在不同气氛下准确、客观的检测出铁矿粉的同化温度，为烧结生产提供可靠的铁矿粉烧结性能的数据。

Device and method for simulating assimilation temperature of iron ore powder under different atmosphere

The invention discloses a device and a method for simulating the assimilation temperature of iron ore powder under different atmospheres, belonging to the test field of sintering characteristics of mineral powder. The invention includes a heating unit, detection unit and gas supply unit, heating unit for iron ore powder specimen on the stage of heating; the detection unit comprises a measuring rod, the displacement sensor and the force mechanism; the measuring rod is provided with a thermocouple, the temperature sensing thermocouple for temperature detection of iron ore powder; displacement the sensor for detecting a displacement measuring rod mutation, gas supply unit for the reaction atmosphere assimilation reaction. The present invention in the detection process for iron ore powder react to provide a stable atmosphere, displacement detection of iron ore powder in the heating process of the mutation, the measuring rod displacement when the mutation is the temperature of ore powder assimilation temperature, to simulate accurately and objectively test under different atmosphere of iron mineral assimilation temperature, provide performance iron ore sintering reliable for sintering production data.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置及方法
本专利技术涉及铁矿粉烧结特性检测领域，更具体的说，涉及一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置及方法。
技术介绍
现如今在我国钢铁生产流程中，铁矿烧结是为高炉提供冶金性能优良的炼铁原料的重要工序。随着钢铁企业对于高炉产品质量与企业经济效益的追求，钢铁企业需要扩大原料来源以降低生产成本，但是，不同来源铁矿粉其性能有很大差别，需要合理搭配使用才能满足高炉生产对烧结矿的要求。如果采用烧结杯模拟烧结生成过程，其工作量大，实验周期长。通过铁矿粉基础性能研究来合理搭配使用不同铁矿粉就显示出其优越性，能够大量节省人力物力资料，提高工作效率。其中，铁矿粉的同化性是铁矿粉烧结基础特性之一，即铁矿粉与CaO反应的能力，它表征的是铁矿粉在烧结过程生成液相的难易程度。根据热力学理论可知，如果铁矿粉的同化温度越低，其在烧结时越容易反应形成液相，但是，对于非均质烧结矿而言，基于对烧结矿的固结和烧结料层透气性的考虑，并不希望作为核矿石的粗粒矿石过分熔化，以避免起固结骨架作用的核矿石减少以及烧结料层透气性恶化而影响烧结矿的质量和产量。因此，在优化配矿过程中，希望将同化性好的铁矿粉与同化性差的铁矿粉搭配使用，使混合矿的同化性处于适宜区间，从而提高烧结矿的产质量。而且在不同的气氛下，例如不同的氧含量的条件下，铁矿粉的同化温度具有一定的差异性。但是现有的同化温度检测装置，难以实现在不同的气氛下检测铁矿的同化温度。但是，对于铁矿粉同化温度的检测还没有专门的检测设备，且不能模拟不同的反应气氛下检测铁矿粉同化温度，亟需开发出一种模拟不同气氛的检测铁矿粉同化温度的装置。目前对于铁矿粉最低同化温度的测量，在文献《铁矿粉与CaO同化能力的试验研究》(吴胜利，刘宇，杜建新，等.北京科技大学学报，2002，24(3)：258-261)中提出同化性检测方法是：将磨细的铁矿粉和分析纯CaO试剂压饼，将铁矿粉小饼试样放置于CaO小饼试样上，放进一种微型烧结装置中按照一定升温制度对试样进行加热，判断铁矿粉同化特性的方法是以铁矿粉小饼与CaO小饼接触面上生成略大于铁矿粉小饼一圈的化合物为同化特征，以达到此同化特征的温度为铁矿粉的最低同化温度，并以此评价铁矿粉同化特性的优劣。该实验方法必须通过尝试不同温度的试验后才能判断其最低同化温度，费时费力，人为操作因素对实验结果产生不可避免的影响，且是通过肉眼判断其最低同化温度；不仅准确性较差，而且检测过程中人为的主观性较强，而且不能模拟不同的反应气氛。经检索，专利文献：一种测量铁矿粉与CaO同化反应性能的方法(CN201510829051.X)，一种铁矿粉同化特性的测量方法(CN201410603085.2)，一种可视化铁矿粉高温冶金性能的测定装置(CN201210385867.4)等，上述技术方案是通过摄像装置观察实验炉中试样突变情况，以此来确定铁矿粉与CaO发生同化的最低温度；但是通过观察确定同化温度的个人主观性太大，使得同化温度的检测误差较大，且检测过程复杂；同样没有解决不能模拟反应气氛的问题。在文献《测定铁矿粉同化特性新方法的探索》(吴铿，王梦，赵勇，等.东北大学学报，2013，34(7)：961-965)中提出的测定铁矿粉同化最低温度的方法是：将磨细的铁矿粉和分析纯CaO试剂压饼，将铁矿粉小饼试样与CaO小饼试样上，并放入高温炉中记性焙烧，同时升温焙烧过程中进行摄像、记录时间和温度；再利用XRD图谱确定同化反应开始时间与温度；虽然该测定方法结合XRD技术辅助判断铁矿粉最低同化温度，但是铁矿粉与CaO同化初始状态依然需要人通过肉眼去对照XRD图谱，结果存在误差；同样没有关注反应气氛的对同化温度的影响。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服目前铁矿粉的同化温度检测主观性较大的问题，提供一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置及方法，其中提供的一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置，供气单元向检测区域中鼓入气体，使铁矿粉在稳定的气氛下进行铁矿粉同化温度的检测，检测在加热过程中测量杆的位移突变，可以根据位移突变判断铁矿粉的同化温度，可以提高检测的准确性；其中提供的一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的方法，在模拟不同的反应气氛下检测铁矿粉的同化温度，检测升温过程中铁矿粉试样的温度及测量杆的位移突变，可以根据位移突变判断铁矿粉的同化温度，可以提高检测的准确性。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置，包括加热单元，该加热单元内设置有试样台，加热单元用于对试样台上的铁矿粉试样进行升温加热；检测单元，该检测单元包括测量杆、位移传感器和施力机构；所述测量杆上设置有测温热电偶，该测温热电偶用于检测铁矿粉试样的温度；施力机构用于驱动测量杆向铁矿粉试样施加压力；位移传感器用于检测测量杆的位移突变；供气单元，该供气单元的供气气瓶向加热单元内供气，供气单元用于调节同化反应的反应气氛。优选地，测量杆与试样台对应设置，所述测温热电偶的测温端设置于测量杆靠近试样台的一端，该测温热电偶用于检测铁矿粉试样的温度。优选地，所述的测量杆的底部设置有试样施压部件，该试样施压部件的底面面积大于测量铁矿粉试样的横截面积。优选地，所述的测温热电偶的设置有热电偶水平段，测温端设置于热电偶水平段的末端，该热电偶水平段的末端延伸至铁矿粉试样的边缘位置。优选地，所述的测温端与辅助测温杆相连，该辅助测温杆沿竖直方向设置；辅助测温杆与铁矿粉试样边缘的距离为L，则1mm<L<2mm。优选地，供气单元包括供气气瓶、流量计和供气管道；供气气瓶经供气管道与加热单元的底部相连，流量计设置于供气管道上。优选地，供气单元还包括气体预热器，该气体预热器设置于供气管道上，气体预热器用于预热气体。优选地，还包括控制处理单元，加热单元和检测单元与控制处理单元相连，控制处理单元用于控制加热单元的升温过程；控制处理单元用于处理位移传感器的位移信号和施力机构的压力信号。本专利技术的一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的方法，在加热的过程中测量杆向铁矿粉试样施加压力，检测升温过程中铁矿粉试样的温度及测量杆的位移突变，检测过程中持续的向检测区域内鼓入气体，鼓入气体用于模拟铁矿粉同化反应的反应气氛；测量杆发生位移突变时的温度即为铁矿粉的同化温度。优选地，具体步骤为：步骤一、制备试样将铁矿粉干燥后压制成铁矿粉试样；步骤二、检测同化温度先向检测区域中鼓入气体将空气赶出，再将铁矿粉试样放置于检测区域的CaO压片上；检测区域的加热单元对铁矿粉试样进行加热，当铁矿粉试样温度达到1000～1150℃时，检测区域的测量杆向铁矿粉试样施加压力；继续升温的过程中测量杆发生位移突变时的温度即为铁矿粉的同化温度；检测过程中持续的向检测区域中鼓入气体，鼓入气体用于模拟铁矿粉同化反应的反应气氛。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术的一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置，包括加热单元、检测单元和供气单元，在检测的过程中通过供气单元向检测区域中持续的鼓入特定成分的气体，并为铁矿粉发生同化反应提供稳定的气氛，通过加热单元对试样进行加热，通过检测单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置，其特征在于：包括加热单元(100)，该加热单元(100)内设置有试样台(110)，加热单元(100)用于对试样台(110)上的铁矿粉试样(400)进行升温加热；检测单元(200)，该检测单元(200)包括测量杆(210)、位移传感器(220)和施力机构(230)；所述测量杆(210)上设置有测温热电偶(240)，该测温热电偶(240)用于检测铁矿粉试样(400)的温度；施力机构(230)用于驱动测量杆(210)向铁矿粉试样(400)施加压力；位移传感器(220)用于检测测量杆(210)的位移突变；供气单元(500)，该供气单元(500)的供气气瓶(510)向加热单元(100)内供气，供气单元(500)用于调节同化反应的反应气氛。

【技术特征摘要】
1.一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置，其特征在于：包括加热单元(100)，该加热单元(100)内设置有试样台(110)，加热单元(100)用于对试样台(110)上的铁矿粉试样(400)进行升温加热；检测单元(200)，该检测单元(200)包括测量杆(210)、位移传感器(220)和施力机构(230)；所述测量杆(210)上设置有测温热电偶(240)，该测温热电偶(240)用于检测铁矿粉试样(400)的温度；施力机构(230)用于驱动测量杆(210)向铁矿粉试样(400)施加压力；位移传感器(220)用于检测测量杆(210)的位移突变；供气单元(500)，该供气单元(500)的供气气瓶(510)向加热单元(100)内供气，供气单元(500)用于调节同化反应的反应气氛。2.根据权利要求1所述的一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置，其特征在于：测量杆(210)与试样台(110)对应设置，所述测温热电偶(240)的测温端(243)设置于测量杆(210)靠近试样台(110)的一端，该测温热电偶(240)用于检测铁矿粉试样(400)的温度。3.根据权利要求1所述的一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置，其特征在于：所述的测量杆(210)的底部设置有试样施压部件(211)，该试样施压部件(211)的底面面积大于测量铁矿粉试样(400)的横截面积。4.根据权利要求3所述的一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置，其特征在于：所述的测温热电偶(240)的设置有热电偶水平段(241)，测温端(243)设置于热电偶水平段(241)的末端，该热电偶水平段(241)的末端延伸至铁矿粉试样(400)的边缘位置。5.根据权利要求3所述的一种模拟不同气氛检测铁矿粉同化温度的装置，其特征在于：所述的测温端(243)与辅助测温杆(242)相连，该辅助测温杆(242)沿竖直方向设置；辅助测温杆(242)与铁矿粉试样(400)边缘的距离为L，则1mm<L<2mm。6.根据权利要求1-5任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：余正伟，王欢，钱立新，音正元，龙红明，李家新，王平，孟庆民，春铁军，狄瞻霞，魏汝飞，李杰民，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34